HslVU

HslVU (HslUV, ClpYQ) je ATP-dependentní proteáza přítomná v mnoha bakteriích , včetně Escherichii coli a Bacillus subtilis . Skládá se ze dvou složek, HslU (ClpY) - ATP-dependentního chaperonu a aktivátoru proteolytické aktivity u HslV (ClpQ) - samotné proteázy. Aktivní komplex se skládá ze dvou kruhů po šesti HslV proteinových podjednotkách spojených dohromady a kruhu šesti HslU proteinových podjednotek na každé straně. Kroužky jsou spojeny dohromady a tvoří dutý válec, s kroužky HslU na vnější straně. Stejně jako u všech ostatních proteáz závislých na ATP je aktivní místo ve válci a polypeptidový substrát musí být rozvinut a aktivně translokován dovnitř, aby došlo k proteolýze [1] , [2] , [3] , [4] .

HslU

HslU je chaperon , který rozpoznává, rozkládá a transportuje substrátové proteiny do dutiny proteázové části. HslU je členem rozsáhlé rodiny AAA ATPáz (ATPázy asociované s různými buněčnými aktivitami, ATPázy asociované s různými buněčnými aktivitami) [5] , [6] . HslU je homologem ClpX, ATP-dependentního chaperonu, složky proteázy ClpXP [7] . Díky tomu a také určité podobnosti ve struktuře a fungování získalo HslVU své prostřední jméno, také hojně používané - "ClpYQ". HslU se skládá ze tří domén: N-koncová doména, mezilehlá doména do ní vložená (anglicky "Intermediate", I-doména) a C-koncová doména. N-terminální doména obsahuje tradiční motivy Walker A a Walker B, které se podílejí na vazbě a štěpení ATP [7] . Intermediální doména je zodpovědná za vazbu a rozpoznávání substrátů [8] . C-terminální doména je spolu s částí N-terminální domény zapojena do interakce s HslV [4] . N-terminální doména obsahuje motiv GYVG potřebný pro rozvinutí substrátu a přenos do HslV [7] .

Hslv

Na rozdíl od HslU, který sdílí homologii s ClpX, HslV nemá žádnou homologii s ClpP nebo jakoukoli jinou bakteriální proteázou. Místo toho sdílí slabou homologii s proteolytickou podjednotkou eukaryotického proteazomu [9] . Stejně jako v proteosomu hraje N-terminální threoninový zbytek katalytickou roli [10] (ačkoli u B. subtilis je N-terminálním a katalytickým zbytkem serin ) [11] . HslV tedy patří do skupiny N-terminálních proteáz [12] . HslV je a+p protein . Sám o sobě je HslV slabě aktivní. K aktivaci proteázové složky je nutná interakce s HslU [4] .

Distribuce

HslVU není tak široce zastoupena v různých skupinách bakterií jako jiné proteázy závislé na ATP, jako jsou ClpP , Lon , FtsH. HslVU je však přítomen v α- , γ- a ε-proteobakteriích , firmicutech , spirochetách a v takových starověkých skupinách jako Aquifex a Thermotoga [12] . Kromě toho je přítomen v mitochondriích takových skupin nižších eukaryot jako Trypanosoma , Leishmania , Plasmodium , Amoebozoa , Chromalveolata , Rhizaria , Excavata a také některých rostlin [13] .

Substráty

U E. coli se substrátová specificita HslVU do značné míry překrývá se specificitou Lon [14] . Stejně jako Lon , HslVU rozpoznává a degraduje špatně složené nebo agregované proteiny, zejména během tepelného šoku [15] . Dva klasické Lon substráty  , inhibitor buněčného dělení SulA a regulátor syntézy bakteriálního pouzdra RcsA, jsou také substráty pro HslVU [16] , [17] . HslVU je také schopen degradovat proteiny s koncem SsrA [18] . Dalším substrátem pro HslVU je σ32  , sigma faktor zodpovědný za transkripci proteinů tepelného šoku [15] .

Nařízení

HslU a HslV jsou umístěny jeden po druhém ve stejném operonu . Exprese tohoto operonu je indukována při tepelném šoku, který několikrát zvyšuje hladinu této proteázy v buňce [19] . Zároveň se HslVU podílí na destrukci agregovaných a tepelně denaturovaných proteinů. Stejně jako většina ostatních proteinů tepelného šoku je operon indukován faktorem tepelného šoku σ32  - sigma [20] .

Poznámky

  1. ↑ Šestinásobná rotační symetrie ClpQ, homologu E. coli proteazomu 20S, a jeho aktivátoru závislého na ATP, ClpY. Kessel a kol. FEBS Lett. 2. prosince 1996;398(2-3):274-8. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.
  2. ↑ HslV-HslU: Nový ATP-dependentní proteázový komplex v Escherichia coli související s eukaryotickým proteazomem. Rohrwild a kol. Proč Natl Acad Sci US A. 11. června 1996;93(12):5808-13. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.
  3. ↑ Krystalové struktury komplexu HslVU peptidáza-ATPáza odhalují mechanismus proteolýzy závislý na ATP. Wang a kol. struktura. 7. února 2001; 9 (2): 177-84. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.
  4. ↑ 1 2 3 Funkční interakce HslV (ClpQ) s ATPázou HslU (ClpY). Ramachandran a kol. Proč Natl Acad Sci US A. 28. května 2002;99(11):7396-401. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.
  5. ↑ Vzdáleně příbuzné sekvence v alfa- a beta-podjednotkách ATP syntázy, myosinu, kináz a dalších ATP-vyžadujících enzymů a společný nukleotidový vazebný záhyb. Walker a kol. EMBO J. 1982;1(8):945-51. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 25. října 2016.
  6. ↑ Protein tepelného šoku HslVU z Escherichia coli je proteinem aktivovaná ATPáza a také ATP-dependentní proteináza. Seol a kol. Eur J Biochem. 1997 1. srpna;247(3):1143-50. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 25. října 2016.
  7. ↑ 1 2 3 Sekvenční analýza čtyř nových genů tepelného šoku tvořících operony hslTS/ibpAB a hslVU v Escherichia coli. Chuang a kol. Gen. 1993 30. listopadu;134(1):1-6. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 25. října 2016.
  8. ↑ Charakterizace místa rozpoznávání substrátu ClpY (HslU) Escherichia coli v proteáze ClpYQ (HslUV) pomocí kvasinkového dvouhybridního systému. Lien a kol. J Bacteriol. červenec 2009;191(13):4218-31. doi: 10.1128/JB.00089-09. Epub 2009, 24. dubna . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 25. října 2016.
  9. ↑ Proteazomy a další samooddělovací proteázy v prokaryotech. DeMot a kol. Trends Microbiol. 1999 únor;7(2):88-92. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.
  10. ↑ Identifikace a charakterizace HsIV HsIU (ClpQ ClpY) proteinů zapojených do celkové proteolýzy chybně složených proteinů v Escherichia coli. Missiakas a kol. EMBO J. 16. prosince 1996;15(24):6899-909. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 30. května 2016.
  11. ↑ ATP-dependentní CodWX (HslVU) proteáza v Bacillus subtilis je N-terminální serinová proteáza. Kang a kol. EMBO J. 15. února 2001;20(4):734-42. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.
  12. ↑ 1 2 T1 rodina . Datum přístupu: 15. prosince 2013. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.
  13. ↑ Eubakteriální homology podjednotek HslV a HslU v primordiálních eukaryotech. Couvreur a kol. J Mol Biol Evol. Prosinec 2002;19(12):2110-7. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.
  14. ↑ Redundantní in vivo proteolytické aktivity Escherichia coli Lon a proteázy ClpYQ (HslUV). Wu a kol. J Bacteriol. J Bacteriol. červen 1999;181(12):3681-7. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 11. dubna 2015.
  15. ↑ 1 2 Synergické role HslVU a dalších ATP-dependentních proteáz při kontrole in vivo obratu sigma32 a abnormálních proteinů v Escherichia coli. Kanemori a kol. J Bacteriol. 1997 prosinec;179(23):7219-25. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.
  16. ↑ Nadměrná exprese operonu hslVU potlačuje inhibici buněčného dělení zprostředkovanou SOS u Escherichia coli. Khattar FEBS Lett. 8. září 1997;414(2):402-4. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 28. května 2016.
  17. ↑ Regulace RcsA proteázou ClpYQ (HslUV) v Escherichia coli. Kuo a kol. mikrobiologie. únor 2004;150(Pt 2):437-46. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.
  18. ↑ Lies a Maurizi, J Biol Chem. 22. srpna 2008;283(34):22918-29. doi: 10.1074/jbc.M801692200. Epub 2008 12. června . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu dne 8. září 2017.
  19. ↑ Charakterizace dvaceti šesti nových genů tepelného šoku Escherichia coli. Chuang a Blattner J Bacteriol. 1993 srpen;175(16):5242-52. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 9. dubna 2015.
  20. ↑ Regulace exprese genu clpQ⁺Y⁺ (hslV⁺U⁺) v Escherichia coli. Lien a kol. Open Microbiol J. 2009;3:29-39. doi: 10.2174/1874285800903010029. Epub 2009 17. března . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2013.